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第十二章 简单机械
第3节　第2课时
滑轮组、轮轴和斜面
1
知道滑轮组的使用方法及特点。
2
了解轮轴和斜面的简单应用。
观察与思考
你能设计一个方案来解决他们的困难吗？
知识回顾
1. 使用定滑轮______力，______距离；但可以______力的方向。其实质是一个______杠杆。
2. 使用动滑轮______省力，但____距离；且________力的方向。其实质是一个_____________________的____力杠杆。
不省
不省
改变
等臂
可以
费
不改变
动力臂是阻力臂二倍
省
【活动1】能否用以下器材组装一套既可以省力，又能改变力的方向的装置？试试看。
一、滑轮组
【活动1】你做到了吗？
【思考】尝试拉动细线自由端提起钩码，你发现了这两种装置绕线方式有什么不同吗？
①绳子的起点 ②拉力的方向 ③拉力的大小 ④移动的距离
不同
不同
不同
不同
2.滑轮组
(1) 定滑轮与动滑轮组合在一起，构成 。
(2)使用滑轮组既可以改变力的 ，又可以 力，但要 距离。
滑轮组
方向
省
费
【活动2】探究使用滑轮组的特点
根据图示，分组进行实验，竖直匀速拉动绳子，使钩码升高一定距离，记录弹簧测力计的示数，并测出弹簧测力计的移动距离。将实验数据记录在表格中。
【活动2】探究使用滑轮组的特点
实验数据记录表格：
物重 G/N 物体移 动方向 物体移动 距离h/m 与动滑轮 相连的绳 子段数n 拉力 F/N 拉力 方向 拉力移动
距离s/m



【活动2】探究使用滑轮组的特点
分析数据，得出结论：
1.拉力的方向：__________拉力的方向；
2.拉力的大小：绕线越多越____力；
3.拉力作用点移动的距离：绕线越多越____距离。
使用滑轮组既可以____力，又可以改变力的______，但不能既____力又____距离。
可以改变
省
费
省
方向
省
省
【思考讨论】分析实验数据，小组讨论
（1）对于用一根绳子组装的滑轮组而言，拉力F与动滑轮相连的绳子段数n有什么关系呢？(不计绳重，动滑轮重和摩擦)
（2）绳子自由端移动距离s与物体移动距离h之间有什么关系呢？
（1）拉力F的大小与吊起动滑轮的绳子段数n有关。动滑轮被几段绳子吊起，所用的力就是物重的几分之一。
即：F=
（2）若吊起动滑轮的绳子段数为n，则有：s=nh
【思考讨论】分析实验数据，小组讨论
（3）若考虑动滑轮的重力，不计绳重和摩擦，上面的关系式还成立吗？关系式应该是什么？
F=不再成立，应为：F=(G +G动)；
s=nh依然成立。
滑轮组的组装小技巧：
（1）确定绳子的段数
（2）滑轮组的绕绳方法
当承重绳子的段数n为奇数时，
绳子的固定端在动滑轮上；
当承重绳子的段数n为偶数时，
绳子的固定端在定滑轮上；
概括为“奇动偶定”。
学以致用
1.若不计绳重和摩擦，每个滑轮重20N，则拉力和绳端移动的距离分别是多少？
F=____N F=____N F=____N F=____N
s=____m s=____m s=____m s=____m
60
20
40
30
40
30
30
40
二、轮轴和斜面
1.轮轴是由一个 和一个 组成能绕共同的轴线转动的简单机械。
轮轴的实质是一个可以连续转动的杠杆，轴的半径相当于阻力臂，轮的半径相当于动力臂，由于动力臂大于阻力臂，故使用轮轴可以 。
2.斜面是同 成一定倾斜角度的平面，也是一种简单机械。高度相同时，斜面与平面的倾角越 ，斜面就越长，也就越 力。
轮
轴
省力
水平面
小
省
利用轮轴：
利用斜面：
船舵
螺丝刀
辘轳
盘山公路
螺丝钉
旋转楼梯
扳手
除教材所示的例子外，你还能举出生活和生产中利用轮轴和斜面的例子吗？
学以致用
1. 如图所示的简单机械，属于轮轴应用的是（　　）
A.剪刀 B.指甲钳 C.门把手 D.盘山公路
C
2.山区里的挑夫挑着物体上山时，行走的路线呈“S”形，目的是(　　)
A.加快上山时的速度
B.减少上山所做的功
C.减小上山移动的距离
D.减少体力损耗尽量省力
D
1.(2024·淮北杜集区期末)用如图所示的装置提升重为600 N的物体。不计摩擦和滑轮与绳的自重，下列说法正确的是(　　)
A.两个滑轮均为动滑轮
B.物体匀速上升时，人对绳子的拉力为300 N
C.若人将绳子匀速拉过2 m，物体也上升2 m
D.使用该装置不能省力，但能改变力的方向
B
2.(2023·西安莲湖区期中)如图，这是家用手摇晾衣架，衣服和晾衣架的总重为120 N，不计动滑轮重、绳重及摩擦。下列说法不正确的是(　　)
A.滑轮A为定滑轮，可以改变力的方向
B.滑轮B为动滑轮，可以省力
C.晾衣架静止时，绳的拉力F为40 N
D.摇柄属于轮轴，可以省力
C
解析　滑轮A使用时，轴的位置固定不变，
为定滑轮，作用是改变力的方向，故A正
确，不符合题意；
滑轮B使用时，轴的位置随被拉物体一起
运动，为动滑轮，可以省一半力，故B正
确，不符合题意；
从图中可知n=4，若衣服和晾衣架的总重为120 N，不计动滑轮重、绳重及摩擦，静止时绳的拉力F=G总=×120 N=30 N，故C错误，符合题意；
摇柄由轮和轴组成，能绕共同轴线旋转，属于轮轴，当动力作用在轮上，可以省力，故D正确，不符合题意。
3.(2024·西安莲湖区月考)如图所示，重300 N的物体A被滑轮组拉着在水平地面上以0.1 m/s的速度匀速运动了5 s，物体A受到地面的摩擦阻力是60 N，若不考虑绳重、滑轮重和滑轮摩擦，则绳端拉力F为　　N，拉力F的功率是　　W。
30
6
解析　从题图可知，此滑轮组有2股绳子承担对物体的拉力，不考虑绳的重力、滑轮重和滑轮摩擦，绳端的拉力等于对物体拉力的一半，物体匀速运动，可知物体受到的拉力和摩擦力是一对平衡力，大小相等，即F拉=Ff=60 N；
所以绳子自由端的水平拉力为：F=F拉=×60 N=30 N；
水平拉力的功率为：P=Fv=Fnv物=30 N×2×0.1 m/s=6 W。
4.(2024·兰州一模)将物体A、B置于如图所示的装置中，5 s内物体B恰好匀速下降1 m，则物体A的速度为　　　 m/s，已知A重30 N，B重5 N，则A所受桌面的摩擦力为　　　 N。(不计绳重、滑轮重及绳子与滑轮间的摩擦)
0.1
10
解析　题图所示装置，左侧为动滑轮，右侧为定滑轮，绳子段数为2，B挂在绳子自由端，因此5 s内物体A移动的距离为：
sA===0.5 m，
物体A的速度为：
vA===0.1 m/s；
由题图可知n=2，不计绳重和摩擦时，每段绳子上的力都相等，动滑轮受到向右的力F=2×5 N=10 N，根据力的平衡条件可得物体A所受桌面的摩擦力Ff=F=10 N。
5.(2024·西安月考)使用简单机械给人们的生活带来了很多便利。
(1)如图甲所示的螺丝刀也是一种简单机械，叫轮轴，手柄　　(选填“粗”或“细”)一些的螺丝刀用起来更省力。
(2)如图乙所示汽车在盘山公路上行驶，螺丝钉与盘山公路的力学原理相同，坡度越　　(选填“缓”或“陡”)越省力。
粗
缓
这个问题解决了吗？

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